II. — Théories et expériences

Leplay et Laurent (1836) ont admis la formation de vapeur de car^ bone.

C'est là une simple hypothèse en désaccord avec tous les au très faits.

Saundersonf Schaffaulty Binks ont fait intervenir Az qu'on trouve, en effet, en petite quantité dans l'acier. Dans cet ordres d'idées, Fremy a regardé ce métal comme un azoto-carbure ; mais Boussingault a montré que le même gaz se rencontre dans le fer et dans la fonte, la proportion y est quelquefois plus forte.

Le colonel Caron (1860) reprenant une théorie de Gay-Lussac a regardé les cyanures alcalins comme V agent indispensable de la carburation.

Ses expériences, si elles étaient exactes, confirmeraient cette opinion; mais d'autres plus récentes font voir qu'il n'en est rien.

L'aciération peut, en effet, être produite par le C solide, ainsi que le croyaient Guyton de Morveau et l'allemand Stammer (1856).

Pour établir que G cémente le fer sans l'intervention d'aucun autre élément,il fallait opérer dans des vases imperméables aux gaz. M. iffargiieritte a placé dans un tube doublement vernissé une petite lame de fer doux s'appuyant sur les bords d'une nacelle de porcelaine et, sur le fer, un diamant. Avant de chauffer le tube, on y faisait passer pendant plusieurs heures H pur et sec, afin d'en chasser tout VO qui aurait pu fournir GO. Après cela, on chauffa le tube pendant quelque temps et Ton

ouvrit l'appareil après refroidissement. La lame de fer était percée comme à Temporte-pièce et dans la nacelle on trouva un globule de fer carburé fondu.

Dans une autre opération, on mit de la poudre de diamant dans la capsule en porcelaine, on y plaça Tune des extrémités d'un morceau de fil de fer, puis on chauffa également au milieu d'une atmosphère d'H pur et sec. Le fer ne fut cémenté que dans la partie plongée au milieu dé la poudre tandis que la partie extérieure n'était pas modifiée. On doit donc rejeter la volatilité du G admise par Laurent.

Dans une autre expérience le même chimiste a montré que CO pouvait aussi aciérer.

En résumé, aucun corps n'a le monopole de la carburation; elle est produite, comme nous l'avons dit au début, par les actions réunies du G solide, des cyanures alcalins, de GO, des hydrocarbures, etc., La part du charbon solide est même probablement prédominante, ainsi qu'il résulterait des expériences de Boussingault (1875) et de Troosl et Hautefeuille (1876).

Ajoutons que la cémentation a aussi pour effet d'éliminer une partie du soufre (quelquefois les 4/5) contenu dans le fer traité. Peutêtre S part-il à l'état de sulfure de G qui se décomposerait à peine formé; peut-être aussi, à cette température, ce corps volatil a-t-il moins d'affinité pour le fer : c'est l'hypothèse qu'émet Boussingault.

Article 2. — Pratique de la cémentation

La cémentation sert, soit à carburer des fers, soit à augmenter la carburation d'aciers puddlés.

L — Constitution du four et du chargement.

A. — Description du four. — L'opération s'effectue dans des caisses rectangulaires en terre réfractaire ayant généralement les dimensions suivantes : 4 mètres de long, 1 mètre de large et 1 mètre de haut.

Ges caisses sont placées au nombre de deux dans un four en briques à voûte surbaissée et dont la maçonnerie se prolonge verticalement en une sorte de cheminée conique de 6 à 7 mètres de hauteur. Ce four s'appelle four de cémentation.

METALLURGIB DU FBR

Au-dessous et sur toute la longueur se trouve une grille permettant de chauffer avec de la houille à une température convenable. Il ne faut pas oublier que le métal ne doit pas être amené à Fétat liquide et que le combustible solide suffit amplement pour réaliser la température requise.

Le four chargé peut contenir environ 18 tonnes de fer ou d'acier puddié.

Plus grand, il ne se chaufferait pas uniformément et la cémentation

ne serait pas régulière ; plus petit, son rendement ne serait pas satisfaisant.

B. — Choix du métal et chargement. — Les mauvais fers ne produiraient que de mauvais aciers; aussi, ne traite-t-on que des fers venant généralement de St^àda, de Russiey de Styrie^ de VAriège.

On choisit de préférence les fers forts, durs et déjà un peu carbures, et on évite de prendre des fers rouilles, criques ou mal soudés dont les défauts augmenteraient à la cémentation.

On aciérait généralement ainsi les /m au bois : vu la rareté et le prix élevé de ces métaux, on se sert aujourd'hui dans beaucoup d'usines de fers fins puddlés avec soin; tels sont, par

exemple, ceux qui proviennent de fontes au bois ou de fontes fines au

coke.

Depuis quelques années on se sert avec succès du fer provenant du

puddlage de fontes obtenues en deuxième fusion au cubilot Rollel ; ces

Fi g. 173. — Four de cémentation. — Coupe verticale.

.4 A, caisses contenant les barres à cémenter, — ce, couvercles en briques. — (7, grille.

fontes Rollet fournissent un fer qui remplace avec avantage les anciens fers au bois, au moins en ce qui concerne le prix de revient. Il se confirme de plus en plus que leur qualité est tout à fait supérieure. Les barres à cémenter ont une assez faible épaisseur parce que le carbone ne pénètre que très lentement dans le métal : elles ne doivent pourtant pas être trop minces car le fer pourrait se fondre ; leur épaisseur, qui n'est jamais inférieure à 1 cm., varie généralement de 18 à 20 mm. et leur largeur de 60 à 65 ^^ "

^^' Fig. 174. — Coupe horizontale.

Le cément est essentiellement c c, caisse de cémentation.

du charbon de bois de chêne ; il est simplement concassé en morceaux et non pas pulvérisé pour per-

Fig. 175. — Vue générale des fours à cémenter.

mettre aux gaz de circuler dans l'intérieur des caisses. A cause de la mauvaise conductibilité du charbon pour la chaleur, la température ne

378 MÉTALLUBGIE DU FER

serait pas égale dans les différentes parties d'une même caisse. On mélange d'ordinaire le cément neuf avec du vieux charbon lavé; le mélange s'appelle la brusque.

Les barres doivent être enveloppées de toutes parts par le cément.

Un ouvrier, pénétrant dans le four pour effectuer le chargement,p]ace dans les caisses des couches alternatives de cément et de fer en commençant et en finissant par une couche de cément.

Pour fermer hermétiquement la caisse, on achève de la remplir avec du sable fin sur une épaisseur d'environ 20 cm. ; cette couche formera une sorte de couvercle mobile s'affaissant avec le reste de la charge et empêchant l'air de pénétrer dans les caisses et de brûler le cément.